Un equipo de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha logrado crear refrigeradores termoeléctricos de solo 100 nanómetros de grosor, una diezmillonésima parte de un metro, y ha desarrollado una innovadora técnica para medir su rendimiento de refrigeración.
“Hemos fabricado el refrigerador más pequeño del mundo”, dijo el profesor de física Chris Regan, autor principal del artículo publicado en la revista ACS Nano.
Aunque los minúsculos dispositivos no son neveras en el sentido cotidiano, ya que carecen de puertas y cajones, a escalas más grandes es una tecnología utilizada ampliamente.
Entre otros usos, sirve para enfriar computadoras y otros dispositivos electrónicos, para regular la temperatura en redes de fibra óptica y disminuir el “ruido” de la imagen en telescopios y cámaras digitales de alta gama.
Cuánto mide exactamente
Para crear refrigeradores termoeléctricos, los investigadores utilizaron dos materiales semiconductores estándar: telururo de bismuto y telururo de antimonio-bismuto.
Con escamas de cinta adhesiva regular, fabricaron dispositivos funcionales que tienen solo 100 nanómetros de grosor y un volumen activo total de aproximadamente 1 micrómetro cúbico, invisible a simple vista.
Para poner este pequeño volumen en perspectiva: las uñas crecen miles de micrómetros cúbicos por segundo.
Si las cutículas estuvieran fabricando estos pequeños refrigeradores en lugar de uñas, cada dedo produciría más de 5,000 dispositivos por segundo.
Primeros pasos
Si bien los dispositivos termoeléctricos se han tenido usos específicos debido a su pequeño tamaño, su falta de partes móviles y su confiabilidad, su baja eficiencia en comparación con los sistemas convencionales basados en compresión ha impedido la adopción generalizada de la tecnología.
En pocas palabras, a escalas más grandes, los dispositivos termoeléctricos no generan suficiente electricidad o no se mantienen lo suficientemente fríos… todavía.
Sin embargo, al centrarse en nanoestructuras, dispositivos con al menos una dimensión en el rango de 1 a 100 nanómetros, el equipo de investigadores espera descubrir nuevas formas de sintetizar materiales a granel de mejor rendimiento.
Una característica distintiva del “refrigerador” a nanoescala del equipo es que puede responder casi instantáneamente.
“Su pequeño tamaño lo hace millones de veces más rápido que un refrigerador que tiene un volumen de un milímetro en cubos, y eso ya sería millones de veces más rápido que el refrigerador que tienes en tu cocina”, afirmó Regan.
Agregó que “una vez que comprendamos cómo funcionan los refrigeradores termoeléctricos a nivel atómico y casi atómico. Podemos escalar a la macroescala, donde está la gran recompensa”.
